От плавников к конечностям и от воды к суше: эволюция движения по суше у ранних четвероногих

Переход от воды к суше — один из самых важных и вдохновляющих переходов в эволюции позвоночных. И вопрос о том, как и когда четвероногие перешли из воды в сушу, долгое время был источником удивлений и научных дискуссий. Ранние идеи утверждали, что высыхающие водоемы выбрасывают рыбу на сушу, а отсутствие воды обеспечивает селективное давление, заставляющее эволюционировать более похожие на конечности придатки, чтобы они могли вернуться в воду. В 1990-х годах недавно обнаруженные образцы показали, что первые четвероногие сохранили многие водные особенности, такие как жабры и хвостовой плавник, и что конечности, возможно, эволюционировали в воде до того, как четвероногие приспособились к жизни на суше. Тем не менее, все еще остается неясным, когда произошел переход от воды к суше и какими на самом деле были наземные первые четвероногие. В статье, опубликованной 25 ноября 2020 года в журнале Nature, эти вопросы рассматриваются с использованием данных об окаменелостях с высоким разрешением и показано, что хотя эти ранние четвероногие все еще были привязаны к воде и имели водные особенности, у них также были адаптации, указывающие на некоторую способность перемещаться по суше. Хотя, возможно, у них это не получалось, по крайней мере, по сегодняшним меркам. Ведущий автор Блейк Диксон, доктор философии кафедры органической и эволюционной биологии Гарвардского университета, и старший автор Стефани Пирс, доцент кафедры органической и эволюционной биологии Томаса Д. Кэбота и куратор палеонтологии позвоночных в Музее сравнительного анализа в Гарвардском университете изучила 40 трехмерных моделей ископаемых плечевых костей (кости плеча) вымерших животных, которые перебросили переход от воды к суше. «Поскольку палеонтологическая летопись перехода четвероногих на […]

Резкая критика исследования по гендерным вопросам и наставничеству

Массовое исследование наставничества, пола и результатов карьеры, опубликованное Nature Communications, вызвало бурю критики его выводов, которые многие ученые в социальных сетях назвали сексистскими. Исследование — «Black eye» для популярного издания с открытым доступом, написал в Твиттере один биоинженер, добавив, что больше не будет рецензировать статьи для журнала. В ответ на шум, редакционная группа журнала объявила в четверг, что проводит обзор исследования, в котором делается вывод о том, что наставничество со стороны женщин может нанести ущерб карьере студенток и ученых, начинающих свою карьеру; вместо этого он рекомендует поощрять мужчин-наставников к женщинам. В исследовании, опубликованном 17 ноября тремя учеными-исследователями из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби, использовался набор данных из более чем 200 миллионов научных работ, опубликованных за более чем 100 лет, для выявления нескольких миллионов пар наставник-подопечный. Затем они отслеживали карьерные достижения подопечных, основанный на цитировании статей, написанных ими в течение первых 7 лет работы в качестве «старших ученых», — определяемых здесь только временем, прошедшим с момента первой публикации исследователя. Они обнаружили, что начинающие карьеру ученые, которые писали статьи в соавторстве с так называемыми авторами «крупными исследователями» — определяемыми их годовым коэффициентом цитирования, — сами добились того, что уровень цитирования был выше среднего. Более противоречиво, сообщают они, что в целом чем больше женщин-наставников было у начинающего ученого, тем меньше влияние статей, которые они опубликовали, когда стали учеными. Они обнаружили, что влияние на воздействие, которое измерялось показателем цитируемости, было особенно сильным для подопечных-женщин. Они также отметили, что женщины-наставники женщин «в среднем теряют 18% цитирования в своих наставнических работах». «Наши результаты, связанные с гендерной проблематикой, […]

Потенциальные признаки жизни на Венере исчезают

Сентябрьское объявление потрясло мир: исследователи с помощью двух радиотелескопов обнаружили признаки того, что облака Венеры содержат фосфин, токсичное соединение, которое на Земле в значительных количествах производится микробами и химиками. Неожиданно высокие уровни, обнаруженные на Венере, могут указывать на плавающую микробную биосферу, предположили исследователи в статье, опубликованной в Nature Astronomy. Но почти сразу же другие астрономы начали критиковать результаты: четыре независимых исследования указали на сомнительные методы или не смогли воспроизвести результаты. Теперь, после повторного анализа своих данных, первоначальные сторонники занижают свои утверждения. Даже самая благоприятная интерпретация их данных теперь предполагает, что уровни фосфина по крайней мере в семь раз ниже, чем сообщалось вначале, что делает этот вывод гораздо более предварительным, сообщили авторы в препринте, опубликованном 17 ноября в arXiv. Но команда по-прежнему считает, что газ присутствует, и существует вероятность того, что количество месторождений поднимется до более высокого уровня, сказала Джейн Гривз, астроном из Кардиффского университета, руководившая работой, в сегодняшнем разговоре с Группой анализа исследования Венеры НАСА (VEXAG). «У нас снова есть линия фосфина». Наблюдения, использованные для подтверждения первоначальной статьи, были сделаны телескопом Джеймса Клерка Максвелла (JCMT) на Гавайях в 2017 году и Большим миллиметровым / субмиллиметровым массивом Атакамы (ALMA) в Чили в 2019 году. Телескопы чувствительны к холодному излучению, излучаемому Атмосфера Венеры, и Гривз, и ее коллеги пришли к выводу, что фосфин отвечает за одну из так называемых линий поглощения в спектре — провалы, где химические вещества атмосферы блокируют часть излучения. Но данные ALMA, в частности, были необычно зашумленными — мешающие эффекты включают линии поглощения из собственной атмосферы Земли — и […]

Загадочная ДНК микробов помогает победить вирусы и может редактировать геном

Семь лет назад понимание природы вдохновило на создание революционной новой технологии, когда ученые-исследователи превратили систему защиты, используемую бактериями для защиты от вирусов, в инструмент редактирования генов, известный теперь как CRISPR. Но для другого нового редактора генов это понимание отстает от приложений. В течение нескольких лет исследователи адаптируют ретроны — загадочные комплексы ДНК, РНК и белка, обнаруженные в некоторых бактериях, — в потенциально мощный способ изменения геномов одноклеточных организмов. Теперь биология догоняет, поскольку две группы сообщают о доказательствах того, что, как и CRISPR, ретроны являются частью бактериального иммунного арсенала, защищая микробы от вирусов, называемых фагами. На прошлой неделе в Cell одна команда описала, как конкретный ретрон защищает бактерии, заставляя недавно инфицированные клетки самоуничтожаться, чтобы вирус не мог реплицироваться и распространяться среди других. Документ Cell «впервые конкретно определил естественную функцию ретронов», — говорит Анна Саймон, синтетический биолог из Strand Therapeutics, изучавшая странные особенности бактерий. В другой статье, которая пока появилась только в виде препринта, сообщается о аналогичных результатах. Новое понимание естественной функции ретронов может стимулировать попытки заставить их работать. Ретроны — «довольно эффективные инструменты для точного и эффективного редактирования генома», — говорит Ротем Сорек, специалист по геномике микробов из Института науки Вейцмана и автор исследования Cell. Но они пока не конкурируют с CRISPR, отчасти потому, что технология еще не создана для работы в клетках млекопитающих. В 1980-х годах ученые, изучающие почвенные бактерии, были озадачены, обнаружив множество копий коротких последовательностей одноцепочечной ДНК, засоряющих клетки. Тайна углубилась, когда они узнали, что каждый бит ДНК был присоединен к РНК с комплементарной последовательностью оснований. В конце […]

Майя построили первую систему фильтрации воды в Западном полушарии

Город майя Тикаль известен своими высокими дворцами и храмами. Но что-то гораздо более скромное поддерживало Тикаль в рабочем состоянии: его система фильтрации воды, самая ранняя из известных в своем роде. Недавно исследователи обнаружили вулканический минерал, улавливающий микробы и тяжелые металлы в одном из крупнейших резервуаров Тикаля. Поскольку материал не найден поблизости, находка предполагает наличие преднамеренного фильтра. Это открытие противоречит давней идее о том, что технологическое мастерство древнего мира было сосредоточено в таких местах, как Греция, Рим, Египет и Китай, говорит соавтор исследования Кеннет Танкерсли, геоархеолог из Университета Цинциннати (Калифорнийский университет). «Когда дело доходит до очистки воды, майя были на тысячелетия впереди». Расположенный в тропических лесах северной Гватемалы, Тикаль процветал более 1000 лет. Считается, что на пике своего процветания, около 700 г. н.э., здесь проживало более 45 000 человек. «Это был один из выдающихся городов майя», — говорит Николас Даннинг, геоархеолог Калифорнийского университета. Но людям Тикаля приходилось бороться с засушливым сезоном, который длился примерно с ноября по апрель. По словам Лизы Лусеро, археолога из Университета штата Иллинойс, Урбана-Шампейн, которая не принимала участия в исследовании, решение проблемы — хранение воды в резервуарах, но эта вода должна быть пригодной для питья. «Содержание воды в чистоте было критически важным». Несколько лет назад Даннинг и его коллеги раскопали отложения в нескольких резервуарах Тикаля. Они были удивлены, обнаружив, что в одном из крупнейших резервуаров, Корриенталь, было значительно меньше загрязнения тяжелыми металлами, водорослями, вырабатывающими токсины и минералами, связанными с фекальным загрязнением, чем в других. «Качество воды в Корриенталь было намного выше», — говорит Даннинг. Команда предположила, что […]

Наука о данных и сетевая теория раскрывают секреты «Игры престолов»

В чем секреты одного из самых успешных фэнтезийных сериалов всех времен? Как такая сложная история, как «Игра престолов», очаровала мир и как она соотносится с другими повествованиями? Исследователи из пяти университетов Великобритании и Ирландии собрались вместе, чтобы разгадать «Песнь льда и пламени», книги, на которых основан сериал. В статье, которая только что была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, группа физиков, математиков и психологов из университетов Ковентри, Уорика, Лимерика, Кембриджа и Оксфорда использовала науку о данных и теорию сетей для анализа нашумевшей серии книг Джорджа Р. Р. Мартина. Исследование показывает, что взаимодействие между персонажами устроено аналогично тому, как люди поддерживают отношения и взаимодействуют в реальном мире. Более того, хотя известные персонажи, как известно, убивают наугад по мере повествования истории, основная хронология вовсе не такая непредсказуемая. Команда обнаружила, что, несмотря на более чем 2000 именованных персонажей в романах «Песне льда и пламени» и более 41000 взаимодействий между ними, на уровне главы за главой эти цифры в среднем совпадают с тем, с чем мы можем справиться в реальной жизни. Даже самые главные персонажи — те, кто рассказывают историю — в среднем должны отслеживать только 150 других. Это то же число, с которым средний человеческий мозг приспособился иметь дело. В то время как сопоставление математических мотивов могло привести к довольно узкому сценарию, автор, Джордж Р. Мартин, поддерживает рассказ, заставляя смерти казаться случайными по мере развития истории. Но, как показывает команда, при восстановлении хронологической последовательности смерти вовсе не случайны: скорее, они отражают то, как распространены обычные события для […]

Жизнь на Луне: концепция базового лагеря Артемида НАСА

Программа НАСА Артемида вызвала ажиотаж во всем мире и стимулировала новый интерес к исследованию Луны, поскольку агентство готовится высадить первую женщину и мужчину на Южный полюс Луны в 2024 году. После этого НАСА и его растущий список глобальных партнеров установят устойчивую геологоразведка к концу десятилетия. НАСА будет развивать эту миссию по возвращению людей через четыре года и после этого планирует отправлять экипаж на Луну примерно раз в год. Чтобы дать астронавтам место для жизни и работы на Луне, концепция базового лагеря агентства Артемида, включает в себя современную лунную кабину, вездеход и даже передвижной дом. Ранние миссии будут включать короткие пребывания на поверхности, но по мере развития базового лагеря цель состоит в том, чтобы позволить экипажу оставаться на поверхности Луны до двух месяцев за раз. «В каждой новой экспедиции астронавты будут чувствовать себя комфортнее благодаря возможности исследовать и изучать Луну больше, чем когда-либо прежде», — сказала Кэти Людерс, помощник администратора по пилотируемым космическим полетам в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «В связи с растущим спросом на доступ к Луне мы разрабатываем технологии для достижения беспрецедентного присутствия человека и роботов в 387 000 километрах от дома. Наш опыт на Луне в этом десятилетии подготовит нас к еще большему приключению во Вселенной — исследованию Марса человеком». Экипаж вернется на поверхность Луны впервые в этом столетии, начиная с миссии Артемида III. С лунной орбиты два астронавта совершат первый новый полет на поверхность Луны, приземляясь там, где еще не были люди: на Южном полюсе Луны. Это идеальное место для будущего базового лагеря, учитывая его потенциальный доступ ко […]

Студенты-ученые работают, чтобы помочь всем нам выжить в более теплом мире

Это был год, полный неожиданностей. COVID-19 заставил людей жить в закрытых помещениях, закрыл школы и убил множество людей. Помимо пандемии, были ураганы, лесные пожары, протесты и многое другое. Однако за некоторыми из этих потрясений стоит разворачивающееся событие, которое не подает признаков прекращения: изменение климата. Изменение климата способствует возникновению многих бедствий, которые меняют жизни людей во всем мире. Здесь мы встречаемся со студентами, которые используют науку, чтобы помочь людям лучше понять и справиться с последствиями нашего меняющегося климата. Их исследование помогло им попасть в число 30 финалистов 10-го конкурса Broadcom MASTERS. MASTERS — это математика, прикладные науки, технологии и инженерия для восходящих звезд. Это исследовательская программа, открытая для исследователей средней школы. Общество науки и общественности (которое издает новости науки для студентов) организовало мероприятие. Фонд Broadcom со штаб-квартирой в Ирвине, Калифорния, спонсирует его. Некоторые дети разработали системы, помогающие обезопасить людей, поскольку изменение климата делает жизнь более непредсказуемой. Другие разработали способы сэкономить драгоценные ресурсы, такие как вода и нефть. И один студент применил уроки исследования, проведенного в миске для хлопьев, для моделирования тающих ледников. Борьба с огнем и наводнением с помощью науки Как и многие калифорнийцы, 12-летний Райан Хонари лично сталкивался с лесными пожарами. Ученик школы Пегас в Хантингтоне, он был со своим отцом на теннисном турнире в Аризоне, когда увидел по телевизору бушующие в его родном штате лесные пожары. «Горящие холмы выглядели так же, как холмы за моим домом», — вспоминает Райан. «Я позвонил маме и спросил, в порядке ли она». Узнав, что это так, он спросил отца, почему лесные пожары так […]

Новый ценовой тест PLOS может сигнализировать об окончании платы ученых за публикацию бесплатных статей

PLOS, некоммерческое издательство, которое в 2003 году впервые применило бизнес-модель открытого доступа, предусматривающую взимание платы с авторов за публикацию научных статей, так что они сразу становятся доступными для всех бесплатно, на этой неделе представило альтернативную модель, которая может означать конец эры «автор платит». Один из новых вариантов переносит стоимость публикации статей в открытом доступе в двух наиболее избирательных журналах на учреждения, взимая с них фиксированную годовую плату; После этого любой исследователь в этом учреждении может публиковаться в журналах PLOS без дополнительной оплаты. Новый план PLOS включает в себя другие функции, новаторские в области научных публикаций, и присоединяется к другим развивающимся моделям финансирования открытого доступа, которые также отменяют гонорары, выплачиваемые авторами. «В совокупности эти события предполагают, что дни, когда исследователи напрямую платили журналам за то, чтобы их статьи были бесплатными, — система, которая сделала PLOS одним из крупнейших издателей открытого доступа, — может быть сочтена», — говорит Сара Роухи, директор по стратегическому партнерству в PLOS. В рамках трехлетнего пилотного проекта PLOS будет протестирована новая модель с избранными журналами PLOS Biology и PLOS Medicine. Его цель — «продемонстрировать, что высокоселективная публикация журналов с открытым доступом может покрывать свои расходы без взимания высоких (сборов за обработку статей (APC)) или даже каких-либо APC», и «справедливо распределить затраты между организациями, которые публикуют больше всего в этих двух журналах PLOS» говорится в заявлении. Положительным моментом для авторов-корреспондентов, особенно в североамериканских учреждениях, является то, что им больше не придется бороться за деньги для оплаты APC. Для этого часто требовалось задействовать различные источники, в том числе грантовые средства, […]

Миллионы животных исчезли из научных исследований

По данным первого в своем роде исследования, большинство животных, используемых в биомедицинских экспериментах, не упоминаются в опубликованных статьях. Анализ показал, что только четверть из более чем 5500 лабораторных животных, использованных в течение двухлетнего периода в одном университете в Нидерландах, впоследствии была упомянута в научной статье. Исследователи полагают, что картина может быть аналогичной в учреждениях по всему миру, что потенциально может привести к исчезновению миллионов животных из научных исследований. «Я думаю, это просто возмутительно, что у нас такой низкий уровень опубликованных результатов по количеству использованных животных», — говорит Майкл Шлюссель, медицинский статистик из Оксфордского университета, не принимавший участия в исследовании. «Если мы будем искать только новаторские исследования, доказательная база не будет прочной», — добавляет он. И это может повлиять на исследования, которые могут подтвердить или опровергнуть преимущества определенных лекарств или медицинских вмешательств. Ученые давно подозревали, что значительная часть исследований на животных не публикуется. Это могло быть связано с тем, что результаты не были признаны достаточно интересными, или исследование не нашло ничего примечательного. Но многие ученые утверждают, что такие «отрицательные» результаты важны и заслуживают публикации, и что их отсутствие составляет предвзятость публикации. Однако решить эту проблему было трудно, потому что трудно отследить, сколько животных используют ученые и что с ними происходит. Исследователи обычно указывают такие подробности в заявках на этическое одобрение, но они часто остаются конфиденциальными. Для нового исследования ученые попросили своих коллег из трех отделений Медицинского центра Университета Утрехта (UMCU) разрешить ознакомиться с протоколами исследования, которые они подали в комитет по этике животных в 2008 и 2009 годах (они выбрали те […]